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我校青年教师在聚肽自组装方面取得新进展


最近,材料科学与工程学院青年教师蔡春华博士以第一作者身份在学术权威期刊Angew. Chem. Int. Ed.上发表了聚肽溶液自组装构建仿病毒多级有序结构的最新研究成果(在线发表,DOI: 10.1002/anie.201210024)。在该工作中,通过控制制备温度和链段刚柔性等因素,发现聚肽嵌段共聚物与均聚物共混体系可以自组装形成棒状和球形的仿病毒多级结构,包括光滑纤维、超分子螺旋、算珠状和毛线球等多种结构。这些多级结构都以均聚物为内核,聚肽共聚物在均聚物内核表面有序排列形成外壳。这一结构特点很好地模仿了病毒结构(病毒以DNA或RNA为内核,蛋白质亚基为外壳),可以作为模型病毒,开展相关研究。

蔡春华老师于2000年本科考入我校高分子材料与工程专业,2010年取得材料学博士学位(导师林嘉平教授),后留校在课题组内工作。攻读博士学位以来,在Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Commun.、Biomaterials等重要学术刊物上累计发表论文21篇,撰写英文专著2章。2012年,学位论文被评为全国优秀博士学位论文(提名),实现了我校材料学科在该重要奖项上的突破。

林嘉平教授课题组以聚肽为主要研究对象,在杰出青年基金、国家自然科学基金以及教育部和上海市多个研究基金和人才项目的资助下,系统开展了聚肽的合成、自组装和生物应用的研究,并开展了相关工作的计算机模拟。实验和计算机模拟相结合,研究聚合物的自组装行为已经成为课题组的一大特色。近年来,课题组在Macromolecules、Angew. Chem. Int. Ed.、ACS Nano、Biomaterials、Chem. Commun.、Soft Matter、Langmuir等IF>3.0的重要学术刊物上发表论文50多篇;应邀在Adv. Polym. Sci.、Chem. Commun.、Polymer等刊物上撰写Review和Feature Article。课题组培养的博士毕业生中有2人获得上海市优秀博士论文、1人获得全国优秀博士学位论文(提名)。

目前,聚肽共聚物的多级自组装研究已经成为课题组的一个主要研究方向,获得了国家自然科学基金重点项目的资助。在仿病毒多级结构成功制备的基础上,将研究工作拓展到了仿病毒结构的药物载体研究、利用仿病毒结构开展实际病毒的生物机能研究(如病毒穿过细胞膜的过程),以及将仿病毒结构作为生物矿化的模板合成多级矿物材料等方面,并且已经取得了很好的初步成果。

图片说明:(a)聚肽嵌段共聚物与(b)刚性或(c)柔性均聚物共混自组装形成仿病毒结构:(d)棒状;(e)球形
图片说明:(a)聚肽嵌段共聚物与聚肽均聚物共混体系在不同的温度下自组装形成不同的纤维结构:(b)光滑纤维;(c)超分子螺旋;(d)算盘珠状结构
图片说明:聚合物多级结构的计算机模拟